電法勘探 方法種類繁多,水利工程勘察中常用的有下列各種。 ①電阻率法是利用地質(zhì)體導(dǎo)電性的差異,建立人工電場并進(jìn)行觀測,求得某個(gè)測點(diǎn)下面不同深度或剖面上不同測點(diǎn)的視電阻率后,再進(jìn)行推斷和地質(zhì)解釋。前者稱為電測深法,后者稱為電剖面法。電測深法用以探測比較平緩的巖層和成層地質(zhì)體的垂向分布,如測定覆蓋層、風(fēng)化層厚度等。電剖面法則可探查水平向地質(zhì)情況的變化,如尋找斷層破碎帶、進(jìn)行地質(zhì)填圖等。 ②充電法是對良導(dǎo)電體充電,在地面觀測電場的形態(tài),用來測定地下水的流向流速及追索巖溶暗河等。 ③自然電場法是測量地層過濾吸附作用造成的滲透電場,用來進(jìn)行地下水流向測定等水文地質(zhì)調(diào)查工作,還可用于探查水庫的滲漏地段和巖溶。 ④激發(fā)極化法是利用離子導(dǎo)體的激發(fā)極化效應(yīng),測定巖體的視極化率等參數(shù),可進(jìn)行巖溶調(diào)查、尋找斷層破碎帶、測定含水層位置等有關(guān)地下水資源和水庫滲漏方面的探查工作。 ⑤甚低頻法、無線電波透視法和地質(zhì)雷達(dá)法是利用地質(zhì)體對電磁波的傳播、吸收、反射特性,分別用以查找淺部的、兩個(gè)鉆孔(或探洞)之間和地下洞室周圍存在的巖溶、斷層破碎帶等。
磁法勘探 根據(jù)巖石的磁性差異所形成的局部磁性異常來判斷地質(zhì)構(gòu)造的方法。在工程勘察中,主要用于圈定巖漿巖體,特別是磁性較強(qiáng)的基性巖漿巖體,尋找有巖漿巖活動的斷裂接觸帶,追索第四紀(jì)沉積物覆蓋下的巖性界線等。大面積航空磁測資料可提供有關(guān)區(qū)域性的斷裂構(gòu)造、結(jié)晶基底的起伏等,為評價(jià)區(qū)域穩(wěn)定性及尋找有利的儲水構(gòu)造提供依據(jù)。 重力勘探 根據(jù)巖體密度差異所形成的局部重力異常來判斷地質(zhì)構(gòu)造的方法。常用以探測盆地基底的起伏和斷層構(gòu)造等。采用高精度重力探測儀有可能探測一些埋深不大并且具有一定體積的地下空洞。 放射性勘探 不同巖石所含放射性元素的含量不同。因此通過探測由放射性元素在蛻變過程中產(chǎn)生的 у射線強(qiáng)度,可以區(qū)分巖性。近年來利用天然放射性測量探測基巖裂隙地下水(如用測量у強(qiáng)度、能譜、α徑跡法等找水)獲得成功。此外,放射性同位素常用作研究地下水及其溶質(zhì)運(yùn)動的示蹤劑。
聲波探測 利用聲波(或超聲波)對巖體進(jìn)行探測的方法。由于頻率高、波長短,因此分辨率高。主要用于測定巖體的物理力學(xué)參數(shù)、確定洞室?guī)r石應(yīng)力松弛范圍、探測溶穴及檢查水泥灌漿效果等。但是,由于巖石對高頻波的吸收、衰減和散射比較嚴(yán)重,因而探測的距離不大。聲波探測可分為主動和被動兩種方式。 主動方式 由聲源信號發(fā)生器(發(fā)射機(jī))向壓電材料制成的換能器發(fā)射一電脈沖激勵(lì)晶片振動,產(chǎn)生聲波向巖石發(fā)射。聲波在巖體中傳播,經(jīng)接收換能器接收并轉(zhuǎn)換成電信號送至接收機(jī),放大之后在示波管屏幕上顯示波形圖。從波形圖上可直接讀出聲波的初至?xí)r間,再根據(jù)已知的探測距離,計(jì)算出聲波速度。 被動方式 觀測巖體由于受力變形過程中所釋放出來的應(yīng)變能引起的聲波。可用以了解巖體內(nèi)部應(yīng)力狀態(tài)等。
折射波法 當(dāng)?shù)卣鸩ㄓ龅缴舷滤俣葀1、v2)不同的界面時(shí),有一部分波將透過界面形成透射波,其透射角β與入射角α的關(guān)系符合斯涅耳定律sinα/sinβ=v1/v2)。對于sinα=v1/v2)的入射波可產(chǎn)生透射角β=90°的透射波,并以v的速度沿界面滑行。這種滑行波又引起個(gè)介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)的振動而產(chǎn)生可傳到地面的折射波(也稱首波)。圖4是折射波的傳播示意圖,在B點(diǎn)以前不形成折射波,稱為盲區(qū)。因v大于v1在C點(diǎn)以外,折射波可比直達(dá)波先到達(dá)檢波器。根據(jù)折射波時(shí)距曲線,可算出v1及v,從而推算出界面的深度、產(chǎn)狀等。v的變化反映了界面以下巖性的變化,配合地震波振幅衰減的資料,可確定界面以下巖層軟弱帶或斷層破碎帶。但是折射波法在盲區(qū)得不到記錄,因此需要加大檢波距。當(dāng)下層速度v2)小于上層速度v1時(shí),不可能形成折射波。